Estudios de la reacción de 1,2-dibromo-4,5-dimetilbenceno con N-bromosuccinimida

GABRIELA GAUNA, ANA C. MONSALVO, MARIA C. GARCIA VIOR, JOSEFINA AWRUCH.

Olavarria, Provincia de Bs. As.

Congreso; XXV Congreso Argentino de Química; 2004

Asocacion Quimica Argentina

ESTUDIOS DE LA REACCION  DE 1,2-DIBROMO-4,5-DIMETILBENCENO CON N-BROMOSUCCINIMIDA     Gabriela A. Gauna, Ana C. Monsalvo, María C. García Vior, Josefina Awruch   Departamento de Química Orgánica.  Facultad de Farmacia y Bioquímica.  Junín 956.  1113 Buenos Aires.  E-mail:  jawruch@ffyb.uba.ar   Introducción Se estudió la bromación radicalaria con N-bromosuccinimida (NBS) de los grupos metilo del 1,2-dibromo-4,5-dimetilbenceno1 (1) como posible ruta para la obtención del 1,2-dibromo-4-bromometil-5-metil benceno (2) y  1,2-dibromo-4,5-dibromometil benceno (3).  Estos compuestos fueron sintetizados con el objetivo de ser utilizados como precursores convenientemente funcionalizados para la síntesis de o-dinitrilos,  intermediarios clave para la  preparación de ftalocianinas.2,3   Parte Experimental 1,2-dibromo-4-bromometil-5-metil benceno (2)  A una solución de  1,2-dibromo-4,5-dimetilbenceno (1) 1,18 g (4,47 mmol) en 17 mL de  tetracloruro de carbono se agregó 1,632 g ( 8,96 mmol) de NBS.  La mezcla se calentó a reflujo durante 16 horas.  Se enfrió, filtró y evaporó al vacío.  El residuo resultante se cromatografió empleando una columna de  sílica gel para tlc empleando hexano como solvente de elución. Se obtuvieron 0,540 g (35%)  de un aceite denso. ms:  m/z 343 (M+; 2,47%), 345 (M+ + 2; 1,47%), 341 (M+ - 2; 1,90%), 263 (100%). 1H NMR(Cl3CD): d 2,34 (s, 3H, CH3); 4,38 (s, 2H, CH2); 7,45, 7,54 (s, s, 2H, Ar).   1,2-dibromo-4,5-dibromometil benceno (3) Este compuesto fue sintetizado utilizando la  técnica descripta para 2 empleando  tetracloruo de carbono anhidro. Se obtuvieron 1.25 g (66%) de un sólido de bajo pf.5 1H NMR (Cl3CD): d  4,53 (s, 4H, CH2); 7,62 (s, 2H, Ar).   1,2-dibromo-4-pentoximetil-5-metil benceno (4) Una solución del pentóxido de sodio (33 mg, 1,5 mmol de sodio en 10 mL de pentanol anhidro) se agregaron  a  0,343 g (1 mmol) de 2  continuando la reacción a 90o durante 12 horas. La solución se enfrió y volcó en cloruro de metileno, lavó con agua, secó sobre sulfato de sodio y evaporó al vacío despues de filtrar.  El residuo oleoso se cromatografió en una columna de  sílica gel para tlc  empleando hexano-cloruro de metileno, 7:3 como solvente de elución. El compuesto 4,  fue obtenido como un aceite con un  rendimiento del 75% (0,263 g).  ms:  m/z 350 (M+; 5,40%), 352 (M+ + 2; 2,60%), 348 (M+ - 2; 2,60%).1H NMR(Cl3CD): d 0,90 (s, 3H, CH3); 1,34 (m, 6H, CH2CH2CH2CH3); 2,27 (s, 3H, CH3); 4,78 (t, 2H, OCH2(CH2)3CH3); 4,38 (s, 2H, CH2O) 7,41, 7,57 (s, s, 2H, Ar).   1,2-dibromo-4-pentoxicarbonil-5-metil benceno (5) 0,350 g (1 mmol) de 1,2-dibromo-4-pentoximetil-5-metil benceno (4) se disolvieron en 10 mL de tetracloruro de carbono; 0,178 g de NBS fueron agregados  continuando la agitación durante la noche a temperatura ambiente.  Se filtró, evaporó al vacío y el residuo se cromatografió en una columna de  sílica gel para tlc  empleando hexano-cloruro de metileno, 6:4 como solvente.  El compuesto oleoso obtenido Rf: 0,4, 0,222g (84%) fue identificado como 5. m/z 364 (M+; 4.52%), 366 (M+ + 2; 2,13%), 362 (M+ - 2; 2,13%), 291 (16,10%); 71 (100%). 1H NMR (Cl3CD): d 0,92 (t, 3H, CH3); 1,39 (m, 4H, CH2CH2CH3); 1,76 (s, 2H, CH2CH2CH2CH3); 2,52 (s, 3H, CH3); 4,28 (t, 2H, COOCH2);  7.52, 8,12 (s, s, 2H, Ar).   1,2-dibromo-4-carboxi-5-metil benceno (6) Este compuesto fue sintetizado utilizando la  técnica descripta para 5 calentando a reflujo y empleando  tetracloruo de carbono anhidro bajo atmósfera de nitrógeno. Se obtuvieron 0,223 g (76%) de un sólido  pf: 46-47o (etanol), despues de cromatografiar en una columna de  sílica gel para tlc  empleando hexano-cloruro de metileno, 6:4 como solvente. 1H NMR (Cl3CD): d  2,59 (s, 3H, CH3); 7,57, 7,99 (s, s, 2H, Ar); 10,16 (s, 1H, COOH).   Discusión de los Resultados La bromación de 1 con NBS empleando tetracloruro de carbono anhidro como solvente  dió el compuesto 3 como producto principal,  mientras que la presencia de humedad en el solvente de reacción  dió exclusivamente el compuesto 2.         Por otro lado, el éter 4 derivado de 2  tratado posteriormente con NBS con el objeto de funcionalizar el grupo metilo, mostró que la bromación  se producía en el CH2 bencílico4 cuya eliminación in situ   condujo a la formación del éster 5  o a la obtención del ácido 6 debido a la presencia del ácido bromhídrico liberado durante la reacción que  produce la hidrólisis al éster 5.         Conclusiones Se comprobó que 1,2-dibromo-4-bromometil-5-metil benceno (2) y  1,2-dibromo-4,5-dibromometil benceno (3) pueden sintetizarse a partir de 1,2-dibromo-4,5-dimetilbenceno (1).  El empleo de 1 como material de partida de síntesis evita la formación de  productos secundarios de la reacción en el anillo del benceno.6,7 Los resultados negativos obtenidos para la funcionalización selectiva de 2 nos ha llevado a explorar una vía controlada cinéticamente que se encuentra en estudio.   Referencias 1.  Y. Orihashi, M. Nishikawa, H. Ohno, E. Tsuchida,  H. Matsuda, H. Nakanishi, M. Kato. Bull. Chem. Soc. Jpn., 1987, 60, 3731. 2.  M. E. Rodriguez, C. A. Strassert, L. E. Dicelio, J. Awruch. J. Heterocyclic Chem., 2001, 38, 387. 3.   M. E. Rodriguez, F. Morán, A. Bonansea, M. Monetti,  D. A. Fernández, C. A. Strassert, V. Rivarola, J. Awruch, L. E. Dicelio.  Photochem. Photobiol. Sci., 2003, 2, 988. 4.  L,. A. Paquette, Ed. The Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. John Wiley and Sons, New York, 1999, Vol 1, pag. 758. 5.  M. Hanack, A. Beck, H. Lehmann. Synthesis, 1987, 703. 6.  Y. Goldberg, C. Bensimon,H. Alper. J. Org. Chem., 1992, 57, 6374. 7.  S. Goswami, K. Ghosh, R. Mukherjee, A. K. Adak, A. K. Mahapatra. J. Heterocyclic Chem., 2001, 38, 173.     Agradecimientos.  Se agradece la financiación de la Universidad de Buenos Aires y CONICET.